碳气溶胶是大气气溶胶中的含碳组分，它是大气气溶胶中最复杂的一种成分，是环境空气中PM2.5颗粒物的主要成分，它在空气中会吸附很多有毒有害物质，含碳颗粒物会对人体及其它生物体的健康产生一定的负面影响。它还能对光线进行散射和吸收，从而影响能见度和气候。

现在世界各国开始陆续研究和检测环境空气中碳成分，其中总碳研究就在其中，总碳主要包括有机碳（OC）和元素碳（通常认为是EC，还有一部分黑碳BC）。

美国沙漠所就是这方面最早研究单位之一，并且研究生产出了DRI碳分析仪，引领和带动了全球碳分析的研究和检测。

DRI碳分析仪不是在线检测设备，它前期需要现场采样，用采样装置在规定的时间和地点把样品采集富集到采样膜上，把采样膜保存好带回实验室，用DRI碳分析仪检测分析。

DRI碳分析仪检测原理大概是，先把样品（从采样膜靠中心位置用专用工具取下一小片1平方厘米圆形采样膜样品膜）放到仪器样品托盘上，再通过推动装置把托盘送到装有催化剂的反应管中，将反应管推到高温氧化炉体内。随着高温氧化炉温度逐渐升高，利用碳的热挥发性将各形态的碳逐步解析（称热解法），再经过氧化炉加O2氧化，生成CO2，再过还原炉加H2还原，生成CH4，最后经FID检测器检测。该方法是热解法结合是光学法（称热光结合法），更准确地测定颗粒物中含碳物质的方法。根据光学原理不同，该方法分为热光透射法( TOT) 和热光反射法( TOR) 。

仪器的工作原理是基于不同温度下加热释放有机碳、元素碳，并用He-Ne激光分离OC、EC来进行测量的。

在热光炉中，先通入氦气，在无氧的气氛下程序升温，逐步加热颗粒物样品，使样品中有机碳挥发，之后通2%氧/98%氦混合气，在有氧气氛下继续加热升温，使得样品中的元素碳燃烧。释放出的有机物质经催化氧化炉转化生成的CO2，生成的CO2在还原炉中被还原成甲烷(CH4)，再由火焰离子化检测器（FID）定量检测。有机碳成分都是在高温550℃前热解出来，元素碳是在550℃后热解出来。无氧加热时的焦化效应（charring，也称为碳化）可使部分有机碳转变为裂解碳（OCPyro）。为检测出OCPyro的生成量，用633nm He-Ne激光全程照射样品，监测加热升温过程中反射光强（或透射光强）的变化，以初始光强作为参照，准确确定OC和EC的分离点。

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在热谱图上，无氧加热时段与各个温度台阶相对应的碳为：OC1、OC2、OC3、OC4；而有氧加热步骤中对应各个温度台阶的碳为：EC1、EC2、EC3；其中，EC1中包含了OPC。检测样品对633 nm He/Ne激光的光强的变化，将反射光强回到初始光强的时刻定义为EC的起始点，从EC1中分离出OPC。因此，当一个样品测试完毕，有机碳和元素碳的8个组分（OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3、 OCPyro ）同时测出，仪器协议将总有机碳TOC定义为OC1+OC2+OC3+OC4+ OCPyro ，总元素碳 TEC定义为 EC1+EC2+EC3- OCPyro 。总碳=TOC+TEC。

现在对碳的分析和研究越来越多，我们可以利用DRI碳分析仪这款设备和分析方法进行全面广泛的研究分析，同时也可以参考该仪器和方法研究出更适用更高端更科学的仪器，为我国碳气溶胶分析研究做贡献。